新津县天然气门站工程可行性研究报告

摘要

全球天然气资源丰富，可满足未来100年的需求，其中非常规天然气资源将在本世纪后半叶成为天然气供应的重要来源[1]。天然气与煤炭、石油并列为世界能源的三大支柱，是当今世界能源的重要组成部分。目前除石油、煤炭以外，唯有天然气可实现低成本、大面积开采，而且运输和储存技术已十分成熟，不仅广泛应用于工业、家用燃料和石油化工原料，而且已被公认为是一种廉价、清洁、安全、高效的车用燃料。天然气的开发利用以其储量大、清洁、高效而受到各国政府的高度重视，以天然气替代石油已成为当今世界能源发展的主要方向之一。从这个意义上讲，天然气汽车是21世纪汽车工业发展的一个重要方向。

随着材料技术以及电子技术的不断发展和广泛应用，天然气燃料的优势将会大力被开发和利用。从长远来看，天然气将会成为最有前途的车用“低污染燃料”。

关键词：天然气，能源，门站，可持续发展

目录

第1章前言 (1)

1.1项目建设的意义 (1)

第2章研究原则、目的、规模及主要内容 (3)

2.1研究原则 (3)

2.2研究目的 (3)

2.3规模及主要内容 (3)

2.3.1 研究范围 (3)

2.3.2 主要研究内容 (3)

2.3.3 工程规模 (4)

2.3.4 主要工程量及主要技术经济指标 (4)

第3章各项指标分析报告 (5)

3.1气源简介 (5)

3.2 气质参数 (5)

第4章气源管道 ......................................................................................................... (6)

4.1线路路由方案 (6)

4.1.1 线路选择原则 (6)

4.1.2 线路路由方案比选 (6)

4.2 输气工艺 (8)

4.2.1 气源管道主要工艺参数 (8)

4.2.2 主要设备选型 (9)

4.2.3 工艺流程图 (10)

4.2.4 平面布置图 (11)

4.2.5 立面布置图 (11)

4.2.6 管线连接图 (12)

4.3 线路用管 (12)

4.3.1管型选择 (12)

4.3.2 壁厚计算 (13)

4.4 管道敷设及特殊地段处理 (14)

4.4.1管道敷设 (14)

4.4.2特殊地段处理 (14)

4.5防腐 (15)

4.5.1防腐 (15)

4.5.2阴极保护 (16)

第5章结论 (19)

参考文献 (20)

致谢 (21)

第1章前言

原新津天然气门站于93年完成场站建设投入运行，设计日输送天然气能力15×10 4m3/d。原新津天然气门站建站时，站区周围为荒地。随着新津县城的迅速发展，一些后建的建筑，不考虑与门站的安全距离，靠近门站围墙建设，造成门站工艺设备区距门站外建筑的安全距离不够，形成安全隐患，同时，随着新津县城的迅速发展，该门站的现有规模已不能满足新津县城民用及工业发展的需要。因此为确保门站的安全运行，配合城市发展及工业园区发展的需要，并满足新津县城现有及未来20年新津民用及工业发展的需要，新津港华天然气公司决定对该门站进行整体搬迁重建。

1.1项目建设的意义

（1）改善生态环境，减少城市大气污染，具有显著的环保效益

经实际测量，一般工业城市大气污染有60% 来自于机动车尾气排放。现今以汽油、柴油作动力燃料的汽车，所排放的有害气体及固体颗粒，不仅直接影响人体健康，而且会加剧温室效应，促成“光雾”形成，甚至破坏臭氧层，对人类整体的生存条件造成严重威胁。城市汽车采用清洁无污染燃料，一直是我国以及世界其他国家努力的方向和目标。

（2）符合我国能源发展结构调整的战略要求

目前，我国正处于调整能源发展战略的关键时期，在优质能源品种供应选择方面，推行“油气并重”的原则。受自然资源条件的限制，未来的能源消费结构不具备以石油为主方向发展的先天条件，而天然气资源相对丰富，周边国家的天然气储量也相当可观。长期以来我国天然气的利用只占到一次能源消费的较低比例，远低于发达国家和世界平均水平。全球范围内燃料主体正由以煤炭为主向煤炭、石油、天然气多元化方向发展。天然气开发步伐正在加快、天然气市场日臻成熟、应用领域不断扩展。

天然气作为一种洁净、高效、优质的燃料，目前已成为世界三大支柱能源之一。20世纪70年代到90年代，全世界天然气的探明储量、产量快速增长，天然气产量增幅达64%。预计2010年世界天然气产量的当量值将超过石油从而跃居各能源之首，2020年天然气在世界能源消费结构中将占到29%—30%[2]。

由于天然气具有环保和经济双重意义，其在世界一次能源结构中的比重不断上升。我国天然气储藏量丰富，但近年天然气在全国能源消费中的比重仅占 2.5%—3%，远远

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低于世界平均水平。由于能源结构不合理，一些地区酸雨危害日益严重，大气环境不断恶化。为改善大气环境，实现我国经济可持续发展，国家已确定把开发利用天然气作为优化能源消费结构、改善大气环境的一项重要举措。

配气站工程的建设，有助于城市能源的稳定发展，方便城乡居民的生活，引导产业、城镇合理布局，促进人与自然和谐，为创造经济繁荣、生活富裕、生态良好的社会做出贡献。

（3）使用天然气是社会经济发展的必然趋势

天然气的发展，已成为市经济发展，投资环境改善，生活现代化必须品[3]。使用天然气安全、经济、方便。使用天然气大大地减少了环境污染物和温室气体的排放量，使居民家庭环境和生活质量都有了极大的改善，对环境保护做出了贡献。

（4）确保安全站场安全

原新津天然气门站建站时，站区周围为荒地。随着新津县城的迅速发展，一些后建的建筑，不考虑与门站的安全距离，靠近门站围墙建设，造成门站工艺设备区距门站外建筑的安全距离不够，形成安全隐患，因此为确保门站的安全运行，该门站需进行整体搬迁重建。

（5）城市用气规模需要

随着新津县城的迅速发展，该门站的现有规模已不能满足新津县城民用及工业发展的需要。因此为满足新津县城现有及未来20年新津民用及工业发展的需要，需对站场进行改造。

因此，新津县天然气门站工程有强烈的紧迫性和充分的必要性，项目建设势在必行。

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第2章研究原则、目的、规模及主要内容

2.1研究原则

2.1.1严格遵循国家有关法规、规范和现行标准，做到技术先进、经济合理、安全适用、

便于管理。

2.1.2在新津县总体规划的指导下，结合国民经济和社会发展现状，充分考虑新津县的

需求特点和发展趋势，作到统筹兼顾、合理安排、切实可行，坚持需要和可能相结合，避免浪费投资和二次投资。

2.1.3为提高系统供气质量，必须使系统中技术、管理和经营适应现代化要求，以获得

更好的社会效益、环境效益、节能效益和经济效益。

2.1.4充分利用原有天然气设施和设备，在新建站场时对原有设备进行检验，合格后继

续使用，不合格按照原型号进行更换。

2.1.5根据城市规模，适当调整工艺流程，以满足新津天然气的发展需要。

2.1.6综合考虑三废治理和节约能源。做到环境保护与经济效益并重，遵循可持续发展

的原则。

2.1.7充分发挥天然气的优势，改变城镇能源结构，发展各类燃气用户，改善城镇大气

环境，力求获得较好的经济效益、社会效益和环境效益。

2.1.8配气站的总体布局、建筑结构设计严格按照公安消防的有关安全规定。始终将安

全放在突出位置考虑。

2.2研究目的

根据城市的供气规模，在站场搬迁的同时，通过对工艺参数、输配气工艺方案进行研究，在原有工艺的基础上，寻求一个满足用户要求、符合发展规划、技术成熟、经济、实用的可行性方案，为发展新津县及其周边城镇天然气市场提供决策依据。

2.3规模及主要内容

2.3.1 研究范围

新津门站改造后气源接管和站场总图、工艺搬迁方案研究。

2.3.2 主要研究内容

（1）气源接管

（2）站场总图、结构、工艺、通信、供电、给排水、防雷、防静电等相关配套工

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程；

2.3.3 工程规模

根据市场调查要求，该项目建设规模为：新津天然气门站设计规模为35×104m3/d。其中新津天然气公司:20×104m3/d。

2.3.4 主要工程量及主要技术经济指标

新津配气站主要工程量表表2－1

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第3章各项指标分析报告

3.1气源简介

根据四川省新津县港华燃气有限公司提供的相关资料，新津县城区用气由平落坝气田引入,主要输气管线为邛新线。老配气站位于纯阳观附近,纯阳观西侧有D219高压燃气管线。

平落坝气田主体位于邛崃境内平落坝，探明储量为145亿立方米，在2008年产量约为1亿立方米，随着新气井产量降低及老井井口压力的下降，目前处于产量递减期。平落坝气田所产天然气主要通过平籍线DN300并入省网，同时通过邛羊新线向邛崃、新津、大邑等地供气。邛新线起点为邛崃输气站，管径D159，设计压力4.0MPa，目前最高运行压力约为2.5MPa。

华新线为华阳输气站向新津供气的管线，管径D219，设计压力4.0MPa，目前最高运行压力约为1.6MPa。

3.2 气质参数

1、天然气主要组分体积百分比

天然气组分表（mol%）表3-1

2、主要物理性质：

低热值 35.53MJ/m3

高热值 39.06MJ/m3

相对密度 0.56

气体密度 0.73Kg/Nm3

爆炸上限 15.34%

爆炸下限 5.10%

华白数 52.2MJ/Nm3

本工程中的天然气甲烷含量高，其它杂质成分少，热值、硫化氢和二氧化碳含量指标已达到《天然气》（GB17820-1999）二类天然气标准，是优质商品天然气。国标《天然气》（GB17820-1999）规定，天然气中硫化氢含量指标分别为：一类天然气≤6mg/m3、二类天然气≤20mg/m3，民用天然气应符合一类或二类气的硫化氢含量指标。

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第4章气源管道

4.1线路路由方案

4.1.1 线路选择原则

根据老门站气源管道和新建门站的位置，结合当地的城镇建设现状和规划、地形地貌、交通等情况，在线路路由方案选择中主要遵循以下原则：

（1）线路在符合城镇规划、建设要求的前提下，力求顺直，以缩短线路长度，节省钢材和投资；

（2）尽量沿已建或规划干道敷设，以保障今后管道的安全平稳运行和方便管理；

（3）尽量避开现有建筑群、水利工程设施、自然保护区、军事单位和人口稠密区，减少外部干扰；必须通过时应考虑其相互影响和规划发展，征得相关部门同意，并采取相应安全措施；

（4）公路穿（跨）越点位置的选择应服从线路走向；

4.1.2 线路路由方案比选

根据四川新津工业集中发展区A区控制性详细规划(修编)大纲，结合现状和实地踏勘，按选线原则分别对两个接管方案进行比选。线路路由方案（详见附图3）示意图如下：

图4-1 线路路由方案示意图

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（1）方案一

管线在老门站（新津县迎宾大道）前已建高压A管道上接管，接管后沿规划城市道路西侧向北敷设至希望西路，再沿希望西路向东敷设至新门站，管线全长约2.0km。（2）方案二

管线在老门站（新津县迎宾大道）前已建高压A管道上接管，接管后继续沿迎宾大道向东敷设至儒林路，管道沿儒林路向北敷设至希望西路城市新门站，管线全长约2.6km。

（3）主要工程量及方案优缺点比较

①路由方案主要工程量对比

②方案优缺点比较

4）结论

考虑到管道设计压力为高压A，为保证安全间距，同时节约工程投资的优点，推荐气源管道路由采用方案一。

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4.2 输气工艺

4.2.1 气源管道主要工艺参数

1 设计输量： 35×104m 3/ d ；

2 设计压力： 4.0MPa ；

3 管道长度：2km ；

4 运行参数： 运行压力：≥1.2MPa ；门站最低进站压力：≥0.40MPa 。

1） 工艺计算公式

本工程气源管道水力计算采用《输气管道工程设计规范》（GB50251－2003）推荐公式：

()5.0522211051???????-=TL Z d P P q v λ

式中：

q v —气体（P 0=0.101325MPa ，T=293K ）的流量，m 3/d ；

P 1—输气管道计算段的起点压力（绝），MPa ；

P 2—输气管道计算段的终点压力（绝），MPa ；

d —输气管道内直径，cm ；

Z —气体的压缩系数；

Δ—气体的相对密度；

T —气体的平均温度，K ；

L —输气管道计算段的长度，km ；

λ—水力摩阻系数；

水力摩阻系数采用科尔布鲁克（C·K·Colebrook）计算公式：

??

????+-=λλRe 51.271.3lg 01.21d k 式中：

K —管内壁等效绝对粗糙度，m ；

d —管内径，m ；

Re —雷诺数。

1 工艺计算

本工程初选?108、?159、?2193三种管径进行计算比选，见下表：

根据计算结果，考虑到管道设计压力为4.0MPa，而实际近期运行压力仅为1.2MPa 的情况，考虑到远期压力增加的可能性。推荐气源管道管径采用能满足远期供气量及供气压力需求、有一定的富裕量，且进站流速合适、投资相对较小的?159。

4.2.2 主要设备选型

根据水力计算结果，进口管径选择Φ159，设计供气规模分为两部门，一部分为新津天司供气量，为15×104Nm3/d；另一部分为中石油供气量，为25×104Nm3/d。根据Fisher调压器的流量选型资料，三路调压均选择DN80口径调压器可满足压力、流量参数。

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4.2.3 工艺流程图

综上所述的所有参数，绘制如下工艺流程图：

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4.2.4 平面布置图

4.2.5 立面布置图

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4.2.6 管线连接图

4.3 线路用管

4.3.1管型选择

目前，DN159小口径输气管道线路常用的管型主要有无缝钢管和直缝电阻焊钢管。

直缝高频电阻焊钢管（ERW）ERW焊管的生产方法是将热轧卷板经连续辊式成型机成型后，在高频电流集肤效应和邻近效应基础上，利用高频电

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流或感生高频电流所产生的电阻热将管坯对接边缘加热熔化，在挤压辊的作用下而熔合的工艺过程。其特点为热量高度集中、热影响区范围较小、焊接温度梯度大、易产生硬化相和较大的焊接应力、成本低。目前有许多新型的技术已应用于ERW 焊管的生产过程中，使ERW 焊管的制管工艺日趋完善，产品质量大幅提高，其主要在净化气输气管道和城镇燃气管道中广泛使用。国内生产ERW 焊管的规格为Φ114～Φ355.6。

无缝钢管是国内油气输送管道常用管材之一。无缝钢管的优点在于无缝，其质量均匀程度高、理化性能、力学性能较均匀，往往用在重要的场合。其主要缺点是受管径和几何尺寸的限制，目前在大口径管道输送中已不占优势。但由于小口径有缝管质量不如大口径管稳定，目前的油气输送用小口径管中无缝钢管仍占主导地位。

考虑到本工程DN150气源管道设计压力为4.0Pa ，全线长度约2km 左右；在满足安全和经济的条件下，本工程推荐采用无缝钢管，材质选用L245。制管标准均按《石油天然气工业输送钢管 交货技术条件 第2部分：B 级钢管》（GB/T 9711.2－1999）执行。

4.3.2 壁厚计算

1）管道强度计算

管道强度计算采用《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）规定公式：

Ft

PD S ?σδ2= 式中：

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